Matriz óssea: composição e função - Ciência - 2023

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o matriz óssea É a substância mineralizada na qual estão inseridas as diferentes células que constituem os ossos. É definida mais especificamente como a substância intercelular do tecido ósseo, que representa a maior parte de sua massa e é composta por duas frações, uma orgânica e outra inorgânica.

O tecido ósseo é aquele que forma os ossos do esqueleto de alguns animais e é constituído por diferentes tipos de células, cada uma com funções específicas. É um tecido extremamente resistente e duro, mas ao mesmo tempo muito dinâmico e mutável, pois se encontra em permanente equilíbrio de formação e reabsorção (remodelação óssea), pelo qual os diferentes tipos de células que o formam são responsáveis.

De modo geral, esse tecido conjuntivo especializado é composto de suas células e da matriz óssea com suas frações orgânicas e inorgânicas. A mineralização dos componentes externos às células (extracelulares ou intercelulares) é o que dá força e resistência aos ossos.


Existem 4 tipos de células ósseas: osteoprogenitoras ou células osteogênicas, osteoblastos, osteócitos e osteoclastos. Os osteócitos são células ósseas maduras e são os principais responsáveis ​​pela secreção da fração orgânica da matriz óssea.

Essas células estão confinadas em algumas "lacunas" produzidas pela mineralização da matriz que secretaram, não têm a capacidade de se dividir posteriormente e são derivadas dos osteoblastos.

Composição da matriz óssea

Como mencionamos anteriormente, a matriz óssea é uma substância complexa, pois é composta por uma fração orgânica e outra inorgânica.

Cerca de 30% do peso do tecido ósseo corresponde à fração orgânica da matriz óssea, que consiste principalmente em fibras de uma proteína conhecida como colágeno e outros diferentes elementos proteicos como, por exemplo, diferentes classes de proteoglicanos que formam a chamada "substância fundamental" (uma espécie de gel homogêneo).


Os outros 70% correspondem à fração mineral, que é formada principalmente pela hidroxiapatita, um complexo cristalino de fosfato de cálcio, e é por isso que se diz que o tecido ósseo é muito importante para a homeostase do cálcio no corpo humano e nas a de outros animais.

Fração orgânica

A fração orgânica da matriz óssea é principalmente colágeno, uma das proteínas mais abundantes no corpo humano. O colágeno é uma proteína fibrosa multimérica, cuja estrutura se assemelha a uma corda ou corda, pois é composta por várias subunidades ou fibrilas.

Mais de 30 genes no genoma humano codificam proteínas semelhantes ao colágeno e há mais de 20 tipos diferentes de colágenos distribuídos nos diferentes tecidos do corpo. A matriz óssea é rica em colágeno tipo I (mais de 90%), mas também apresenta proporções menores de colágeno III, V, X e XII.

Cada fibra de colágeno é composta por grupos de outras fibrilas "procolágenas", que são compostas por três cadeias alfa-helicoidais de mais de 1.000 resíduos de aminoácidos e têm cerca de 300 nanômetros de comprimento.


Importância

O colágeno dá aos ossos alguma flexibilidade, enquanto os minerais na fração inorgânica lhes dão rigidez e força.

Sem a fração inorgânica, os ossos seriam completamente flexíveis, mas sem o colágeno eles seriam frágeis como giz de quadro-negro, então as variações entre as proporções e distribuição de ambas as frações dão aos ossos a capacidade de manter um "equilíbrio" em relação ao requisitos de flexibilidade e rigidez.

Algumas mutações genéticas dos genes que codificam os diferentes tipos de colágenos do corpo, ou das proteínas que participam de sua montagem, produzem anormalidades anatômicas que podem comprometer seriamente a integridade do tecido ósseo e, portanto, a saúde física dos quem os apresenta.

Outras proteínas da fração orgânica

Aproximadamente 10% da fração orgânica da matriz óssea é composta por outras proteínas não colágenas, entre as quais:

- Fibronectina

- Osteopontin

- Osteocalcina

- Sialoproteína óssea

- Decorin (proteoglicano)

- Biglycan (proteoglicano)

Desse grupo, as proteínas mais abundantes são a sialoproteína óssea e a osteopontina, embora isso dependa de diferentes fatores.

Embora essas proteínas não colágenas representem apenas uma pequena porção da fração orgânica, elas têm funções importantes no tecido ósseo, principalmente relacionadas à diferenciação, mineralização, adesão celular e remodelação óssea dos osteoblastos.

Fração inorgânica

A fração inorgânica representa uma porção substancial dos componentes da matriz óssea (entre 60 e 80%, dependendo do tipo de osso). Essa é a fração, como já mencionamos, que confere a rigidez e resistência características aos ossos do corpo.

O tecido ósseo, graças à composição da fração inorgânica de sua matriz, é o principal reservatório de íons como cálcio (quase 99%), fósforo (85%), sódio e magnésio (entre 40% e 60%). %), que formam cristais ao redor e entre as fibras de colágeno da fração orgânica.

O principal composto cristalino formado por alguns dos íons descritos é a hidroxiapatita de cálcio, que é de longe o composto mais abundante na fração inorgânica da matriz óssea. A hidroxiapatita é um composto de fosfato de cálcio (Ca10PO4OH2) cujos cristais têm cerca de 200 Å.

Osteóide

É importante notar que, embora grande parte da matriz óssea seja calcificada, ou seja, mineralizada (endurecida), existe uma fina camada de matriz óssea não calcificada que envolve os osteoblastos e osteócitos e forma uma espécie de interface entre as células e o matriz calcificada.

Esta fina camada é conhecida na área de osteologia e medicina como osteóide e tem funções diferentes. Além disso, pode ser removido ou degradado enzimaticamente para iniciar os processos de reabsorção e remodelação óssea.

Função de matriz óssea

A matriz óssea é responsável pela rigidez e resistência dos ossos, por isso desempenha um papel fundamental no que se refere às principais funções desse tecido como suporte mecânico do corpo, bem como proteção e suporte das estruturas corporais. contra a força da gravidade.

Por outro lado, graças à presença dessa substância na estrutura de cada osso, o esqueleto serve como local de fixação dos músculos que permitem a locomoção e outros movimentos de grande importância para a vida animal e, claro, a vida humana.

Referências

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